高层建筑结构设计(风荷载例题)

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风荷载的计算例题《高层建筑结构》

计算如图所示的框架-剪力墙结构的风荷载及合力作用位置。

18层房屋总高度为58m ，地区的标准风压20w =0.64m KN ，风向为图中箭头所示
解：每个表面沿建筑物高度每米的风荷载是
z z 0iz si i i w =u u w cos B βα
其中w 0=1.1×0.64=0.7KN /m 2（《规范》中的基本风压是普通建筑，对于高层建筑而言，应乘以1.1的增大系数）
首先计算0si i i u w cos B α，按照8块表面积分别计算风力（压力或者吸力）在y 方向的投影值，投影后与y 坐标正向相同取正号，反之取负号，表面序号在O 中注明，计算如表1-1所示，
风力合力作用点距离原点 x 0=466.80/29.16=16m 框架剪力墙的基本周期的近似取值为0.07N,N 为结构层数
T=0.07×18=1.26s W 0T 2=0.7×1.262=1.11KN ·s 2/m 2 查表的ξ=1.45 B 类地区，v=0.35
i i z z z i z i z w =u w =u +=u +0.7629.16/m H H W KN H H βξν⎛⎫⎛
⎫⨯ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭∑∑
计算结构如表1-2所示
结构的计算类型为。

第3章高层建筑结构的荷载和地震作用(精)

第3章高层建筑结构的荷载和地震作用[例题] 某高层建筑剪力墙结构，上部结构为38层，底部1-3层层高为4m,其他各层层高为3m ，室外地面至檐口的高度为120m ，平面尺寸为m m 4030⨯，地下室采用筏形基础，埋置深度为12m ，如图3.2.4(a)、(b)所示。

已知基本风压为2045.0m kN w =，建筑场地位于大城市郊区。

已计算求得作用于突出屋面小塔楼上的风荷载标准值的总值为800kN 。

为简化计算，将建筑物沿高度划分为六个区段，每个区段为20m ，近似取其中点位置的风荷载作为该区段的平均值，计算在风荷载作用下结构底部（一层）的剪力和筏形基础底面的弯矩。

解：（1）基本自振周期：根据钢筋混凝土剪力墙结构的经验公式，可得结构的基本周期为： s n T 90.13805.005.01=⨯==222210m s kN 62.19.145.0T w ⋅=⨯=（2）风荷载体型系数：对于矩形平面，由附录1可求得80.01=s μ57040120030480L H 0304802s .....-=⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯+-=⎪⎭⎫ ⎝⎛+-=μ （3）风振系数：由条件可知地面粗糙度类别为B 类，由表3.2.2可查得脉动增大系数502.1=ξ。

脉动影响系数ν根据H/B 和建筑总高度H 由表3.2.3确定，其中B 为迎风面的房屋宽度，由H/B=3.0可从表3.2.3经插值求得=ν0.478；由于结构属于质量和刚度沿高度分布比较均匀的弯剪型结构，可近似采用振型计算点距室外地面高度z 与房屋高度H 的比值，即H H i /z =ϕ，i H 为第i 层标高；H 为建筑总高度。

则由式（3.2.8）可求得风振系数为：HH 478050211H H 11iz i z ⋅⨯+=⋅+=+=μμξνμϕνξβ.. z z z（4）风荷载计算：风荷载作用下，按式（3.2.1）可得沿房屋高度分布的风荷载标准值为：()z z z z ....)z (q βμβμ6624=40×570+80×450=按上述公式可求得各区段中点处的风荷载标准值及各区段的合力见表3.2.4，如图3.2.4(c)所示。

高层建筑结构设计试题及答案

高层建筑结构设计名词解释1.高层建筑：10层及10层以上或房屋高度大于28m的建筑物。

2.房屋高度：自室外地面至房屋主要屋面的高度。

3.框架结构:由梁和柱为主要构件组成的承受竖向和水平作用的结构。

4.剪力墙结构：由剪力墙组成的承受竖向和水平作用的结构。

5.框架—剪力墙结构：由框架和剪力墙共同承受竖向和水平作用的结构。

6.转换结构构件:完成上部楼层到下部楼层的结构型式转变或上部楼层到下部楼层结构布置改变而设置的结构构件，包括转换梁、转换桁架、转换板等.7.结构转换层：不同功能的楼层需要不同的空间划分，因而上下层之间就需要结构形式和结构布置轴线的改变，这就需要在上下层之间设置一种结构楼层，以完成结构布置密集、墙柱较多的上层向结构布置较稀疏、墙术较少的下层转换，这种结构层就称为结构转换层.（或说转换结构构件所在的楼层）8.剪重比：楼层地震剪力系数，即某层地震剪力与该层以上各层重力荷载代表值之和的比值。

9.刚重比:结构的刚度和重力荷载之比。

是影响重力效应的主要参数。

10.抗推刚度(D)：是使柱子产生单位水平位移所施加的水平力。

11.结构刚度中心：各抗侧力结构刚度的中心。

12.主轴:抗侧力结构在平面内为斜向布置时，设层间剪力通过刚度中心作用于某个方向,若结构产生的层间位移与层间剪力作用的方向一致，则这个方向称为主轴方向.13.剪切变形：下部层间变形(侧移）大，上部层间变形小，是由梁柱弯曲变形产生的。

框架结构的变形特征是呈剪切型的。

14.剪力滞后：在水平力作用下，框筒结构中除腹板框架抵抗倾复力矩外，翼缘框架主要是通过承受轴力抵抗倾复力矩,同时梁柱都有在翼缘框架平面内的弯矩和剪力。

由于翼缘框架中横梁的弯曲和剪切变形，使翼缘框架中各柱轴力向中心逐渐递减，这种现象称为剪力滞后。

15.延性结构:在中等地震作用下，允许结构某些部位进入屈服状态，形成塑性铰,这时结构进入弹塑性状态。

在这个阶段结构刚度降低，地震惯性力不会很大，但结构变形加大,结构是通过塑性变形来耗散地震能量的。

《高层建筑结构设计》考试试卷

《高层建筑结构设计》考试试卷一、选择题（每题 3 分，共 30 分）1、以下哪种结构体系适用于高度较高的高层建筑？（）A 框架结构B 剪力墙结构C 框架剪力墙结构D 筒体结构2、在高层建筑结构设计中，风荷载的计算通常采用（）方法。

A 静力计算B 动力计算C 经验公式D 风洞试验3、高层建筑结构的水平位移限值主要是为了控制（）。

A 结构的稳定性B 居住者的舒适度C 结构的经济性D 建筑的外观4、框架柱的轴压比限值是为了保证柱子具有足够的（）。

A 强度B 刚度C 稳定性D 延性5、剪力墙结构中，连梁的主要作用是（）。

A 承担竖向荷载B 承担水平荷载C 协调墙肢变形D 增加结构刚度6、高层建筑基础设计中，以下哪种基础形式适用于土质较好、承载力较高的情况？（）A 筏板基础B 桩基础C 独立基础D 箱型基础7、在地震作用计算中，高层建筑通常采用的地震反应分析方法是（）。

A 底部剪力法B 振型分解反应谱法C 时程分析法D 以上均可8、以下哪种因素对高层建筑结构的自振周期影响较大？（）A 建筑高度B 建筑形状C 结构材料D 填充墙布置9、高层建筑结构在竖向荷载作用下，其内力计算可近似采用（）方法。

A 分层法B 反弯点法C D 值法D 弯矩二次分配法10、对于高层建筑的抗震设计，以下说法正确的是（）。

A 小震不坏，中震可修，大震不倒B 只考虑水平地震作用C 不需要进行罕遇地震作用下的变形验算D 可以不进行抗震设防二、填空题（每题 2 分，共 20 分）1、高层建筑结构设计应考虑的主要荷载有_____、＿____、＿____等。

2、框架剪力墙结构中，框架部分承受的地震倾覆力矩大于结构总地震倾覆力矩的_____%时，按框架结构进行抗震设计。

3、剪力墙的厚度应根据其_____、＿____等因素确定。

4、高层建筑结构的抗震等级分为_____级。

5、桩基础按承载性状可分为_____、＿____、＿____。

6、风荷载标准值的计算与_____、＿____、＿____等因素有关。

高层建筑结构设计题目及答案

一、选择题1、高层建筑结构的抗震等级与A、结构类型和结构总高度D、地震烈度有关。

2、重力荷载代表值中可变荷载组合值的组合系数是A、雪载取0.5 C、书库等库房取0.8 D、楼面荷载取0.5。

3、≥150m高层剪力墙结构剪力的底部加强部位，下列何项符合规定A、剪力墙墙肢总高的1/10，并不小于底部两层层高。

4、高层建筑立面不规则包括A、竖向刚度不规则B、竖向抗侧力构件不连续D、楼层承载力突变5、适用于底部剪力法的高层建筑应该A、高度≤40米 C、质量和刚度没高度分布比较均匀 D、以第一振型和剪切变形为主。

6、减少筒体结构的剪力滞后效应应采取的措施是B、控制结构的高宽比 C、设计平面成正方形 D、设计密柱深梁。

7、影响框架柱延性的因素有B、箍筋和纵筋配筋率D、剪跨比和轴压比。

8、剪力墙的延性设计一般包括B、设置边缘构件C、控制轴压比D、限制高宽比9、两幢相邻建筑，按8度设防，一幢为框架-筒体结构，高50m，另一幢为框架结构，高30m。

若设沉降缝，缝宽下列哪项是正确的？B、170mm。

10、框架结构中反弯点高度比与A、层高B、层数、层次及层高变化C、上下梁线刚度比D、梁柱线刚度比有关。

11、在高层建筑结构中控制最大层间位移的目的是A、满足人们的舒适度要求B、防止结构在常遇荷载下的损害C、确保在罕遇地震时建筑物不致倒塌D、力求填充墙等非结构构件不被损坏12、在水平荷载作用下的近似计算中，D值法与反弯点法的主要区别在于A、反弯点高度不同B、D值法假定柱的上下端转角不相等D、反弯点法中D值需要修正13、高层建筑结构增大基础埋深的作用有A、提高基础的承载力，减少沉降C、加强地基的嵌固作用，抵抗水平力，防止建筑物的滑移、倾斜，保证稳定性D、利用箱基等基础外侧墙的土压力和摩擦力，使基底的土压力分布趋于均匀，减少应力集中14、8度地震区某高度75m的高层建筑，考虑地震作用效应时，不应该组合的项是C、竖向地震作用15、建筑高度、设防烈度、建筑重要性类别及场地类别等均相同的两个建筑，一个是框架结构，另一个是框架-剪力墙结构，这两种结构体系中的框架抗震等级下述哪种是正确的？A、前者的抗震等级高、也可能相等二、判断题1、有地震作用组合时，承载力纪纪验算中，引入抗震调整系数γRE 含义是考虑罕遇地震时结构的可靠度可以略微降低。

风荷载计算——精选推荐

风荷载计算风荷载计算4.2风荷载当空⽓的流动受到建筑物的阻碍时，会在建筑物表⾯形成压⼒或吸⼒，这些压⼒或吸⼒即为建所受的风荷载。

4.2.1单位⾯积上的风荷载标准值建筑结构所受风荷载的⼤⼩与建筑地点的地貌、离地⾯或海平⾯⾼度、风的性质、风速、风向⾼层建筑结构⾃振特性、体型、平⾯尺⼨、表⾯状况等因素有关。

垂直作⽤于建筑物表⾯单位⾯积上的风荷载标准值按下式计算：式中：1.基本风压值Wo按当地空旷平坦地⾯上10⽶⾼度处10分钟平均的风速观测数据，经概率统计得出50年⼀遇的值确定的风速V0(m/s)按公式确定。

但不得⼩于0.3kN/m2。

对于特别重要或对风荷载⽐较敏感的⾼层建筑，基本风压采⽤100年重现期的风压值；对风荷载是否敏主要与⾼层建筑的⾃振特性有关，⽬前还没有实⽤的标准。

⼀般当房屋⾼度⼤于60⽶时，采⽤100年⼀风压。

《建筑结构荷载规范》（GB50009－2001）给出全国各个地⽅的设计基本风压。

2.风压⾼度变化系数µz《荷载规范》把地⾯粗糙度分为A、B、C、D四类。

A类：指近海海⾯、海岸、湖岸、海岛及沙漠地区；B类：指⽥野、乡村、丛林、丘陵及房屋⽐较稀疏的城镇及城市郊区；C类：指有密集建筑群的城市市区；D类：指有密集建筑群且房屋较⾼的城市市区；风荷载⾼度变化系数µz⾼度（m)地⾯粗糙类别A B C D5 1.17 1.00 0.74 0.6210 1.38 1.00 0.74 0.6215 1.52 1.14 0.74 0.62 计算公式20 1.63 1.25 0.84 0.62 A类地区=1.379(z/10)0.2430 1.80 1.42 1.00 0.62 B类地区= (z/10)0.3240 1.92 1.56 1.13 0.73 C类地区=0.616(z/10)0.4450 2.03 1.67 1.25 0.84 D类地区=0.318(z/10)0.660 2.12 1.77 1.35 0.9370 2.20 1.86 1.45 1.0280 2.27 1.95 1.54 1.1190 2.34 2.02 1.62 1.19100 2.40 2.09 1.70 1.27150 2.64 2.38 2.03 1.61200 2.83 2.61 2.30 1.92250 2.99 2.80 2.54 2.19300 3.12 2.97 2.75 2.45350 3.12 3.12 2.94 2.68400 3.12 3.12 3.12 2.91≥450 3.12 3.12 3.12 3.12位于⼭峰和⼭坡地的⾼层建筑，其风压⾼度系数还要进⾏修正，可查阅《荷载规范》。

高层建筑结构设计练习题及答案

高层建筑结构设计练习题及答案一、选择题（每题5 分，共15 分）1. 关于高层建筑考虑风荷载的概念，下列何项正确？[A] 高层建筑的风荷载是主要荷载，其基本风压值w0 的采用与多层建筑相同，按30年一遇的最大10 分钟平均风压来确定；[B] 高层建筑的风振系数，与建筑物的刚度有密切关系，一般来说，刚度越大，建筑物的风振影响就越大；[C] 高层建筑计算风振系数及风压高度变化系数时，都要考虑地面粗糙程度的影响；2. 下列高层建筑中，计算地震作用时何者宜采用时程分析法进行补充计算？[1] 建筑设防类别为乙类的高层建筑；[2] 建筑设防类别为甲类的高层建筑；[3] 高柔的高层建筑；[4] 刚度和质量沿竖向分布特别不均匀的的高层建筑。

[A] [2] [4]；[B] [1] [3]；[C] [1] [2]；[D] [3] [4]；3. 抗震设计时，超过多少高度的高层建筑应考虑风荷载效应与水平地震作用效应的组合？[A] 40m；[B] 60m；[C] 80m；[D] 100m；[D] 所有的高层建筑，都要考虑风振系数大于1.0 的风振影响。

4、高层建筑中（）在结构分析和设计中起主要作用。

A、水平作用B、竖向作用C、风荷载D、结构自重5、假设一栋住宅建筑，采用现浇钢筋混凝土结构，结构高度为80米，抗震设防烈度为7度，采用结构体系最合适。

A、框架结构B、剪力墙结构C、筒体结构D、框筒结构6、计算框架结构梁截面惯性矩I时考虑楼板影响，对现浇楼盖，中框架取I=（）。

A、2I0B、1.5I0C、1.2I0D、I0二、名词解释1、概念设计2、内力组合3、位移组合4、等效角柱发（教材p238）三、填空题1、不设或增大伸缩缝间距的措施有：、、、、留后浇带。

（教材p28）2、高层建筑结构的抗震设计是，按其重要性可分为：、、三类。

3、水平荷载下的内力计算方法有；、、4、变形缝指：、、。

（教材p30）简答题1. 框架结构和框筒结构的结构平面布置有什么区别?【标准答案】框架是平面结构，主要由于水平力方向平行的框架抵抗层剪力及倾覆力矩。

高层建筑结构设计练习题及答案

高层建筑结构设计练习题及答案一、选择题1、高层建筑结构设计中，以下哪种结构体系适用于高度较高、风荷载较大的建筑？（）A 框架结构B 剪力墙结构C 框架剪力墙结构D 筒体结构答案：D解析：筒体结构具有良好的抗风和抗震性能，适用于高度较高、风荷载较大的高层建筑。

2、在高层建筑结构的水平荷载计算中，风荷载的计算主要考虑（）。

A 平均风压B 脉动风压C 阵风风压D 以上都是答案：D解析：在风荷载计算中，需要综合考虑平均风压、脉动风压和阵风风压等因素，以准确评估风对高层建筑结构的作用。

3、高层建筑结构的抗震设计中，以下哪种地震作用计算方法适用于高度不超过 40m、以剪切变形为主且质量和刚度沿高度分布比较均匀的结构？（）A 底部剪力法B 振型分解反应谱法C 时程分析法D 以上都不是答案：A解析：底部剪力法适用于上述特定条件的结构，计算相对简单。

4、对于高层建筑的框架柱，轴压比限值的主要目的是（）。

A 保证柱子的延性B 控制柱子的截面尺寸C 节省材料D 以上都不是答案：A解析：轴压比限值是为了保证框架柱在地震等作用下具有足够的延性，防止柱子发生脆性破坏。

5、剪力墙结构中，墙肢的长度不宜大于（）。

A 8mB 10mC 12mD 15m答案：A解析：墙肢长度过长容易导致脆性破坏，一般不宜大于 8m。

二、填空题1、高层建筑结构的主要竖向承重构件有_____、＿____和_____。

答案：框架柱、剪力墙、筒体2、风荷载标准值的计算公式为_____。

答案：ωk ＝βzμsμzω0 （其中ωk 为风荷载标准值，βz 为风振系数，μs 为风荷载体型系数，μz 为风压高度变化系数，ω0 为基本风压）3、高层建筑结构的抗震设防烈度根据_____确定。

答案：国家规定的地震烈度区划图4、框架剪力墙结构中，框架部分承受的地震倾覆力矩大于结构总地震倾覆力矩的_____时，按框架结构进行抗震设计。

答案：50%5、剪力墙的厚度不应小于_____mm，且不应小于层高的 1/20。

高层建筑结构设计中的风荷载

ｚ
式中、 ”、分别为脉动增大系数、脉动影响系数和振型系数，三者可以查规范的表格得到。ｚｍ为风压高度变化系数。
高层建筑风振控制
高层建筑的风振控制有多种方法，包括调频质量阻尼器（Ｔｕｎ — ｚ＿Ｚ— Ｚｄ’ ｅｄＭａｓｓＤａｍｐｅｒ，简称ＴＭＤ）、调频液柱阻尼器（ＴｕｎｅｄＬｉｑｕｉｄ其中ｚ — — 离地高度（ｍ）：Ｄａｍｐｅｒ，简称ＴＬＣＤ）、调频液体阻尼器（ＴｕｎｅｄＬｉｑｕｉｄＤｍｐａｅｒ，ｚ厂一零平均位移（ｍｏ简称ＴＬＤ）、挡风板（ＡｅｒｏｄｙｎａｍｉｃＡｐｐｅｎｄａｙｓ）控制、锚索控制、风压是建筑结构设计中的基本设计依据之一，其取值的大小粘弹性阻尼器一类的耗能构件控制等，其中，调频质量阻尼器、挡对高层（高耸）和大跨度结构的安全性、适用性、耐久性及是否经风板控制和锚索控制等又分主动控制和被动控制，本文只对调频济有密切的关系．基本风压系以当地比较空旷平坦地面上离地比较质量阻尼器和调频业主阻尼器和粘弹性阻尼器等比较常见的被动离地１０ｍ高统计所得的５０年一遇１０ａｉｒｎ平均最大风速、按＝１Ｐ２风振控制方法进行介绍。调频质量阻尼器（ＴＭＤ）确定的风压。基本风压值不得小于０．３ｋＮ／ｍ。我国不同城市和地调频质量阻尼器在实际高层中已得到应用，例如１９７７年在美区的基本风压直接查用《建筑结构荷载规范》的全国基本风压分布ＪｏｈｎＨａｎｃｏｃｋＴｏｗｅｒ，Ｂｏｓｔｏｎ）和１９７８图。当城市或建设地点的基本风压不能查收时，基本风压值可根据国波士顿约翰汉考克大厦（年在纽约西蒂柯布中心（ＣｉｔｉｃｏｒｐＣｅｎｔｅｒ，ＮｅｗＹｏｒｋ）分别安装了当地年最大风速资料，按基本风压定义，通过统计分析确定。调频质量阻尼器，西蒂柯布中心安装的调频质量阻尼器系统。调频液柱阻尼器（ＴＬＣＤｏ调频液柱阻尼器是一种ｕ型的管风荷载的计算风力的计算。风荷载是结构设计的重要荷载，在工程计算中，状水箱，并在水平管得中不设置格兰，为的是增加阻尼。ｕ型的管状水箱安装固定在建筑物的项部。当建筑物在风荷载作用下运常采用集中风荷载动时，水箱将一同运动一同运动，致使水箱中的水晃动，水晃动Ｐ）＝）＋（ｚ）性力对水箱壁的作用就形成了对建筑物的减振力。式中，Ｐ（ｚ）为顺风向ｚ高度处总静力风荷载：（ｚ）为顺风向ｚ产生的，粘弹性阻尼器。正如减速器能使门的关闭速度减缓那样，在高度处静力风荷载；（ｚ）为顺风向Ｚ高度处风振动力风荷载。高层建筑物内部安装粘弹性阻尼器，同样能达到减小结构物摆动）＝皑式中，Ａｚ为垂直于建筑物表面上平均风荷载受风面积（ｍ）；的目的。粘弹性阻尼器已成功地应用于美国纽约世界贸易中心（１１０层）和西雅图哥伦比亚中心（７７层）等大楼中。为风荷载体型系数：在高层建筑和大跨度建筑结构设计中，风振 Ⅱ 向应和风振系数为风压高度变化系数；是计算的重点和难点之一。我国的规范提供高层高耸结构在顺向为基本风压。风效应的风振系数的计算方法，这一方法不太适用于复杂高层建筑和大跨度建筑。因此，在复杂的高层建筑和大跨度建筑设计时，（作者单位：华侨大学土木工程学院）风荷载的确定需要采用其它更精确的方法来确定。

高层建筑结构设计练习题及答案

高层建筑结构设计练习题及答案一、选择题(每题5 分,共15 分)1、关于高层建筑考虑风荷载的概念,下列何项正确？[A] 高层建筑的风荷载就是主要荷载,其基本风压值w0 的采用与多层建筑相同,按30年一遇的最大10 分钟平均风压来确定;[B] 高层建筑的风振系数,与建筑物的刚度有密切关系,一般来说,刚度越大,建筑物的风振影响就越大;[C] 高层建筑计算风振系数及风压高度变化系数时,都要考虑地面粗糙程度的影响;2、下列高层建筑中,计算地震作用时何者宜采用时程分析法进行补充计算？[1] 建筑设防类别为乙类的高层建筑;[2] 建筑设防类别为甲类的高层建筑;[3] 高柔的高层建筑;[4] 刚度与质量沿竖向分布特别不均匀的的高层建筑。

[A] [2] [4]; [B] [1] [3];[C] [1] [2]; [D] [3] [4];3、抗震设计时,超过多少高度的高层建筑应考虑风荷载效应与水平地震作用效应的组合？[A] 40m; [B] 60m;[C] 80m; [D] 100m;[D] 所有的高层建筑,都要考虑风振系数大于1、0 的风振影响。

4、高层建筑中( )在结构分析与设计中起主要作用。

A、水平作用B、竖向作用C、风荷载D、结构自重5、假设一栋住宅建筑,采用现浇钢筋混凝土结构,结构高度为80米,抗震设防烈度为7度,采用结构体系最合适。

A、框架结构B、剪力墙结构C、筒体结构D、框筒结构6、计算框架结构梁截面惯性矩I时考虑楼板影响,对现浇楼盖,中框架取I=( )。

A、2I0B、1、5I04、变形缝指: 、、。

(教材p30)简答题1、框架结构与框筒结构的结构平面布置有什么区别?【标准答案】框架就是平面结构,主要由于水平力方向平行的框架抵抗层剪力及倾覆力矩。

框筒就是空间结构,沿四周布置的框架参与抵抗水平力,层剪力由平行于水平力作用方向的腹板框架抵抗。

倾覆力矩由腹板框架与垂直于水平力方向的翼缘框架共同抵抗。

框筒结构的四榀框架位于建筑物周边,形成抗侧、抗扭刚度及承载力都很大的外筒,使建筑材料得到充分的利用。

荷载与结构设计方法作业二(风荷载参考答案)

风荷载作业参考答案1. 已知一矩形平面钢筋混凝土高层建筑，平面沿高度保持不变。

H =100m ，B =33m ，地面粗糙度为A 类，基本风压W 0=0.44kN/m 2。

结构的基本自振周期T 1=2.5s 。

求风产生的建筑底部弯矩。

(注：为简化计算，将建筑沿高度划分为5个计算区段，每个区段20m 高，取其中点位置的风荷载值作为该区段的平均风载值)解：(1）体型系数μs =1.3(2)风压高度变化系数μz在各区段中点高度处的风压高度变化系数值分别：μz （10）=1.38；μz （30）=1.80；μz （50）=2.03；μz (70）=2.20；μz (90）=2.34(3)风振系数β①第一振型函数φ1(z)16.0100104tan 4tan )10(7.07.0=⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡⎪⎭⎫ ⎝⎛=⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡⎪⎭⎫ ⎝⎛=ππφH z ；35.0100304tan 4tan )30(7.07.0=⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡⎪⎭⎫ ⎝⎛=⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡⎪⎭⎫ ⎝⎛=ππφH z53.0100504tan 4tan )50(7.07.0=⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡⎪⎭⎫ ⎝⎛=⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡⎪⎭⎫ ⎝⎛=ππφH z ；70.0100704tan 4tan )70(7.07.0=⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡⎪⎭⎫ ⎝⎛=⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡⎪⎭⎫ ⎝⎛=ππφH z89.0100904tan 4tan )90(7.07.0=⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡⎪⎭⎫ ⎝⎛=⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡⎪⎭⎫ ⎝⎛=ππφH z②脉动影响系数νH/B=3，ν=0.49③脉动增大系数ξW 0T 12=1.38⨯0.44⨯2.52=3.795 查表得：ξ=2.2795④风振系数β(z)各区段中点高度处，风振系数)()(1)(z z z z μξνϕβ+= β(10)=1.130；β(30)=1.217；β(50)=1.292；β(70)=1.355；β(90)=1.425（4）计算各区段中点处的风压标准值W k （z ）=βz μs μz W 0W k （10）=0.8916；W k （30）=1.2532；W k （50）=1.5000；W k （70）=1.7056；W k （90）=1.9071(5) 风产生的建筑底部弯矩M kM k =(0.8916⨯10+1.2532⨯30+1.5000⨯50+1.7056⨯70+1.9071⨯90) ⨯20⨯33=272272.5kN.m2. 钢筋混凝土烟囱H =100m ，顶端直径为5m ，底部直径为10m ，顶端壁厚0.2m ，底部壁厚0.4m 。

风荷载例题

风荷载例题下面以高层建筑为例，说明顺风向结构风效应计算。

由0k z s z W W βμμ=知，结构顺风向总风压为4个参数的乘积，即基本风压0W 、风压高度变化系数z μ、风荷载体型系数s μ、风振系数z β。

因基本风压与风压高度变化系数与结构类型和体型无关，以下主要讨论高层建筑体型系数和风振系数的确定，然后通过实例说明高层建筑顺风向风效应的计算。

1．高层建筑体型系数高层建筑平面沿高度一般变化不大，可近似为等截面，且平面以矩形为多。

根据风洞试验及实验结果，并考虑到工程应用方便，一般取矩形平面高层建筑迎风面体型系数为+（压力），背风面体型系数为（吸力），顺风向总体型系数为1.3s μ=。

根据《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ 3-2002第3.2.5条：2．高层建筑风振系数高层建筑风振系数可根据《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ 3-2002进行计算，也可参考《建筑结构荷载规范》。

`3．实例【例1】已知一矩形平面钢筋混凝土高层建筑，平面沿高度保持不变，质量和刚度沿竖向均匀分布。

100H m =，33B m =，地面粗糙度指数s α＝，基本风压按粗糙度指数为0.16s α=的地貌上离地面高度s z ＝10m 处的风速确定，基本风压值为200.44/w kN m =。

结构的基本自振周期1 2.5T s =。

求风产生的建筑底部弯矩。

解：(1) 为简化计算，将建筑沿高度划分为5个计算区段，每个区段20m 高，取其中点位置的风载值作为该区段的平均风载值，。

(2) 体型系数 1.3s μ=。

(3) 本例风压高度变化系数在各区段中点高度处的风压高度变化系数值分别为10.62z μ= 21z μ= 3 1.25z μ=4 1.45z μ=5 1.62z μ=（4）风振系数的确定，由.201a w T ＝××2＝221.71/kN s m ⋅查表得脉动增大系数 1.51ξ=计算各区段中点高度处的第1振型相对位移11ϕ＝ 12ϕ＝ 13ϕ＝ 14ϕ＝ 15ϕ＝因建筑的高度比/3H B =，查表得脉动影响系数0.49ν=。

风荷载例题

风荷载例题F 面以高层建筑为例，说明顺风向结构风效应计算由W k z s z W o 知，结构顺风向总风压为4个参数的乘积，即基本风压W 0、风压高度变化系数 z 、风荷载体型系数S 、风振系数z 。

1高层建筑体型系数高层建筑平面沿高度一般变化不大，可近似为等截面，且平面以矩形为多。

根据风洞试验及实验结果，并考虑到工程应用方便，一般取矩形平面高层建筑迎风面体型系数为+0.8 （压力），背风面体型系数为-0.5 （吸力），顺风向总体型系数为s1.3。

根据《高层建筑混凝土结构技术规程》 JGJ 3-2002第3.2.5条: 计算主体结构的风荷载效应时，风荷载体型系数 s可按下列规定采用:1圆形平面建筑取0.8 ;2•正多边形或截角三角形平面建筑，由下式计算:式中，n 为多边形的边数。

3. 高宽比H/B 不大于4的矩形、方形、十字形平面建筑取 1.3 ;4. 下列建筑取1.4:1） V 形、丫形、弧形、双十字形、井字形平面建筑； 2） L 形、槽形和高宽比H/B 大于4的十字形平面建筑；3）高宽比H/B 大于4,长宽比L/B 不大于1.5的矩形、鼓形平面建筑 5. 在需要更细致进行风荷载计算的场合，风荷载体型系数可按本规程附录0.81.27n用，或由风洞试验确定。

2. 高层建筑风振系数高层建筑风振系数可根据《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ3-2002进行计算，也可参考《建筑结构荷载规范》。

3. 实例【例1】已知一矩形平面钢筋混凝土高层建筑，平面沿高度保持不变，质量和刚度沿竖向均匀分布。

H 100m , B 33m，地面粗糙度指数s= 0.22，基本风压按粗糙度指数为s 0-16的地貌上离地面高度z s = 10m处的风速确定，基本风压值为w。

0.44kN/m2。

《高层建筑结构设计》考试试卷

《高层建筑结构设计》考试试卷一、选择题（每题 3 分，共 30 分）1、高层建筑结构的主要受力构件不包括（）A 梁B 柱C 剪力墙D 基础2、风荷载对高层建筑结构的影响主要与（）有关。

A 建筑高度B 建筑形状C 风速D 以上都是3、框架剪力墙结构中，框架主要承担（）A 竖向荷载B 水平荷载C 竖向和水平荷载D 不确定4、高层建筑结构抗震设计时，应遵循的原则不包括（）A 强柱弱梁B 强剪弱弯C 强节点弱构件D 强上弱下5、在进行高层建筑结构内力计算时，以下哪种方法适用于平面规则的结构（）A 底部剪力法B 振型分解反应谱法C 时程分析法D 以上均可6、以下哪种基础形式适用于高层建筑（）A 独立基础B 条形基础C 筏板基础D 以上都不适用7、剪力墙的厚度主要取决于（）A 建筑高度B 抗震等级C 轴压比D 以上都是8、高层建筑结构的水平位移限值主要是为了控制（）A 结构的稳定性B 结构的舒适性C 结构的经济性D 以上都是9、框架结构中，梁的跨中弯矩主要与（）有关。

A 梁上荷载B 梁的跨度C 梁的截面尺寸D 以上都是10、以下哪种结构体系的抗侧刚度最大（）A 框架结构B 剪力墙结构C 框架剪力墙结构D 筒体结构二、填空题（每题 2 分，共 20 分）1、高层建筑结构设计中，通常将高度超过_____米的建筑称为高层建筑。

2、地震作用的计算方法主要有_____、＿____和_____。

3、框架结构在水平荷载作用下，梁端弯矩调幅系数一般取值为_____。

4、剪力墙的分类按开洞情况可分为_____、＿____和_____。

5、高层建筑结构的竖向承重构件主要有_____、＿____和_____。

6、结构的自振周期与_____、＿____有关。

7、基础埋置深度一般应大于建筑物高度的_____。

8、框架剪力墙结构中，剪力墙的布置应遵循_____、＿____的原则。

9、高层建筑结构的风振系数与_____、＿____有关。

高层建筑结构设计风荷载例题

解：（1）基本自振周期：根据经验公式可得
T1 0.05n 0.0538 1.90s
w0T12 0.451.92 1.62kN s2 m2
（2）风荷载体型系数：对于矩形平面，由附录1求得
s1 0.8
s2

0.48

0.03
H L

0.48
风荷载作用下各区段合力的计算
区段
Hi
突出屋面
6
110
5
90
4
70
3
50
2
30
1
10
Hi H
z
0.917
2.15
0.750
2.02
0.583
1.86
0.417
1.67
0.250
1.42
0.083
1.00
z
1.306 1.267 1.225 1.179 1.126 1.060
qz
69.24 63.11 56.19 48.55 39.43 26.14

0.03120 40

0.57
（3）风振系数：由条件可知地面粗糙度类别为B，由表3.4可查的脉动增大系数 1.502 。脉动影响系数
根据H/B和建筑物总高度H由表格3.5确定，其中B为迎风面的房屋宽度，由H/B=3，查表3.5，经插值求得
0.478 ；由于结构属于质量和刚度沿高度分布比较均匀的弯剪型结构，可近似采用振型计算点距室外地面高度z与房屋高度H的比值，即z Hi H , Hi 为第i 层标高，H为建筑总高度。由式3.3可求得风振系数为：
Fi
800 1384.8 1262.2 1123.8 971.0 788.6 522.8

高层建筑结构设计试题练习

综合测试一一、单项选择题1．限制房屋高宽比的目的是（）。

正确答案：D回答正确A．避免房屋产生剪切破坏。

B．避免房屋产生弯曲破坏。

C．防止房屋产生不均匀沉降。

D．增大房屋整体刚度。

2．高层建筑的抗风设计中，要求选用合理的体形，以减少风压值：试问在下图的结构平面中，哪一个形状的风荷载体体型系数最小。

（）正确答案：C 回答正确A．B．C．D．3．在设防烈度及屋面高度相同的前提下，那种结构体系所要求的防震缝宽度最小。

（）正确答案：B回答正确A．框架结构体系。

B．剪力墙结构体系。

C．框架一剪力墙结构体系。

D．一样大。

4．高层建筑框架结构的抗侧力结构布置应符合（）。

正确答案：C回答正确A．应双向布置，风荷载下建筑物长向框架梁柱可作成铰接，抗震结构则不能铰接。

B．无论何种情况，梁与柱、梁与墙均不能铰接。

C．双向布置，主体结构不应采用铰接，与墙面相垂直的梁宜铰接。

D．当抗侧力结构为斜向布置时，梁柱可采用铰接。

5．钢筋混凝土建筑结构的抗震等级与下列因素有关：（）。

正确答案：A回答正确A．设防烈度，结构类型，房屋高度。

B．设防烈度，场地类型，结构类型，房屋高度。

C．设防烈度，建筑类型，结构类型，房屋高度。

D．设防烈度，场地类型，建筑类型，结构类型，房屋高度。

6．某框架结构，6度设防，Ⅱ类场地土，32m 高，如何考虑其框架柱轴压比问题？（）。

正确答案：B回答正确A．不计算地震作用，轴压比可不验算。

B．取无地震作用组合的轴压比值，按三级抗震要求验算轴压比。

C．取竖向荷载轴力荷风荷载轴力的20％组合的轴力值，按三级抗震要求验算轴压比。

D．计算地震作用，取有地震作用组合的轴压比值，按三级抗震要求验算轴压比。

7．剪力墙结构体系中，宜对连梁弯矩进行调幅，主要原因是（）。

正确答案：A回答正确A．使连梁较早出现塑性铰，降低连梁的平均剪应力，改善其延性。

B．连梁为次要构件，更好地节约材料、节省造价。

C．增加剪力墙的荷载，使剪力墙有更大的安全储备。

高层建筑结构设计(风荷载例题)

风荷载的计算例题《高层建筑结构》

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